JP3683450B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気コネクタの技術分野に属し、特に、雄接触子が長手方向に進んで雌接触子内に位置づけられた後に、該雄接触子が上記長手方向に対して直角な方向に移動せられて、雌接触子に対して弾圧をもって結合する形式の電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この形式の電気コネクタとしては、例えば、米国特許第5,707,247に開示されているものが知られている。
【０００３】
このコネクタでは、補助的に作成された添付図面の図４に見られるように、雄接触子５１がＩＣパッケージ等の第一保持板５０により、雌接触子６１が第二保持板６０により保持されている。これらの接触子は、それぞれ第一保持板５０、第二保持板６０に定間隔で複数配置されている。雄接触子５１はピン状をなし第一保持板５０から下方へ突出し、中間板５２に形成された貫通孔５３を貫通している。雌接触子６１は狭部６１Ａと広部６１Ｂを有しており、第二保持板６０の窓部６２内に収められている。
【０００４】
中間板５２には長孔５４が、第二保持板６０には軸受孔６３が形成されており、これらに、偏心カムをなす駆動軸７０が回転自在に嵌入している。駆動軸７０は、上記軸受孔６３で回転案内される軸部７１と、長孔５４内に位置する駆動部７２と、その上方にフランジ部７３とを有している。駆動部７２は軸部７１よりも大径の円筒周面を有し、この軸部７１に対して偏心しており、周面の一部に切落し平坦部７２Ａが形成されている。この切落しによる分だけ、長孔５４の短径方向で該長孔５４に対して隙間ｄを形成する。フランジ部７３の上面には、ドライバ等の工具で回転駆動トルクを与えるための溝部７３Ａが形成されている。
【０００５】
使用に際しては、図５（Ａ）〜（Ｃ）に見られるように、駆動軸７０を工具で例えば、時計回り方向に所定角だけ（Ａ）から（Ｂ）の状態へ回転せしめて、軸部７１の軸線からの駆動部７２の最大半径Ｒと最小半径ｒの差分の距離Ｒ−ｒだけ、第一保持板５０が上記駆動部７２により押し出されて第二保持板６０に対して相対移動し、その結果、ピン状の雄接触子５１は雌接触子６１の狭部６１Ａ内に接圧を伴って押し込まれ、その結合が確実なものとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４のコネクタでは、接触子の結合位置では、駆動部７２は、図５（Ｂ）の状態を経て（Ｃ）の状態となると、切落し平坦部７２Ａが長孔５４の短径側縁部と対向す るようになり、隙間ｄを形成する。その結果、図４（Ｃ）に見られる結合位置に達したときに、工具による必要回転駆動トルクが急激に減って零となり、操作者はそのクリック感で結合状態を確心できる。しかし、図からも理解できるように、上記隙間ｄがガタを形成することにもなり、振動や衝撃を受けた際に、位置関係が一定せず、接圧が変化してしまう。そのために、接触子における接触抵抗が安定せず、又、偏心カムの位置の操作性が低下する。
【０００７】
本発明は、かかる問題点を解決し、接触子の結合時にクリック感を得ると共にその状態を安定して維持できる電気コネクタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電気コネクタは、接触子を保持せる第一及び第二保持板を有し、第一保持板が雄接触子をそして第二保持板が雌接触子を保持し、両保持板の板面同士を近接せしめて雄接触子を雌接触子内に位置せしめた後に、両保持板を板面に平行な方向に駆動手段によって相対移動せしめることにより両接触子を相対移動させて弾圧接触のもとに結合させその結合状態の維持が可能である。
【０００９】
かかる電気コネクタにおいて、本発明によると、駆動手段は、両保持板間の相対移動と、これに伴う両接触子間の接触圧の作用方向が直角をなし、第一保持板もしくは該第一保持板の雄接触子を貫通案内する中間板と第二保持板のいずれか一方に形成された軸受孔と他方に形成され上記相対移動に対して直角方向に長い長孔を有し、駆動軸が上記軸受孔と長孔に係合している。
【００１０】
この駆動軸は、上記軸受孔で回転自在に案内される軸部と、上記長孔に収められ該長孔の縁部に当接する駆動部とを有している。
【００１１】
該駆動部は周面に小径部と定半径の大径部とが移行部を経て設けられ、該小径部と大径部は軸部と軸線を共有し、移行部は上記軸線からの半径が小径部から大径部へ連続的に次第に変化しており、上記長孔は短径が上記小径部の半径と大径部の半径の和にほぼ等しく、長径が短径以上となっている。かくして、駆動軸が工具により回転駆動されると、大径部が長孔の短径側の縁を押して第一保持板と第二保持板に相対移動をもたらし、その結果、両接触子が結合し、又、大径部が短径側の縁から外れたときには結合が解除されるようになる。
【００１２】
このようにして、本発明によると、定半径の大径部の範囲で長孔の短径側の縁を押すことにより、接触子同士の弾圧接触を伴う結合を得るようになる。その際、大径部は一定の半径の円弧をなしているので、ガタを生じないし、この大径部の範囲では回転しても半径の増加がないので、移行部から大径部へ入った瞬時に必要トルクが急激に低下し、クリック感を得る。しかし、上記接触子同士の弾圧接触にもとづく反力によって、低いものではあるがトルクは存在し、これが位置の安定をもたらす。
【００１３】
本発明では、駆動部は、周方向にて大径部及び移行部の範囲に、第二保持板に接面する摺動回転面が形成されているようにすることができる。こうすることにより、駆動軸の回転案内が円滑となる。
【００１４】
本発明において、摺動回転面と第二保持板は、駆動軸が一方向に回転駆動されて両接触子の結合を確保する周方向位置にあるときに、該駆動軸の回転を阻止するストッパを有しているように構成できる。こうすることにより、過大回転駆動トルクが工具に与えられても、大径部が接触子の結合のための所定位置範囲を通り過ぎてこの範囲を外れてしまうということがなくなる。
【００１５】
本発明においては、第一保持板がＩＣパッケージであることが多い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図１ないし図３にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１において、例えばＩＣパッケージである絶縁材の第一保持板１０には、雄接触子１１が、所定ピッチで行列をなして保持されている。雄接触子１１はピン状をなし中間部にフランジ部１２を有しており、上記第一保持板１０の下面側から上記フランジ部１２が該第一保持板の下面に当接するまで圧入されている。
【００１８】
上記雄接触子１１は中間板２０により案内支持される。この中間板２０は絶縁材料で作られていて、上記雄接触子１１を案内支持するための貫通孔２１が、該雄接触子１１に対応する位置に複数形成されている。この貫通孔２１には、雄接触子１１の挿入の際の導入に好都合なように、テーパ部２１Ａが設けられている。上記中間板２１は、後に詳述する長孔２２を有している。
【００１９】
絶縁材料で作られている第二保持板３０には窓部３１が複数形成されていて、この窓部３１内に雌接触子３２が保持されている。この窓部３１も、上記中間板２０の貫通孔２１と同様に、上記雄接触子１１に対応した位置に形成されている。この雌接触子３２は、雄接触子１１が窓部３１へ挿入された際に、該雄接触子１１の両側に位置するように立設された壁部を有し、両壁部間で狭部３２Ａと広部３２Ｂとを形成している。上記狭部３２Ａの間隔は雄接触子１１の直径よりも小さく、広部３２Ｂの間隔はこの直径よりも大きい。この第二保持板３０には、後に詳述する軸受孔３３が形成されている。
【００２０】
上記第一保持板２０の長孔２２と第二保持板３０の軸受孔３３には、駆動軸４０が係合している。以下、この駆動軸４０について、上記長孔２２と軸受孔３３と共に詳述する。
【００２１】
駆動軸４０は、上部に駆動部４１と下部に軸部４２とを有している。該軸部４２は円筒孔面をなす上記軸受孔３３の軸線（中心線）Ｚ上に軸線を有し、周面は上記軸受孔３３で摺接回転案内される半径ｒの円柱面を形成している。一方、駆動部４１は、図２にも見られるように、上記軸線Ｚを共有する小径部４３と、大径部４４と、両者をなめらかにつなぐ移行部４５Ａ，４５Ｂとを周面に有している。上記小径部４３は、本例の場合、上記軸部４２の半径ｒと等しく角度αの範囲にわたり、大径部４４は、上記半径ｒより大きい半径Ｒをなしており、その周方向範囲は角度βをなしている。換言すれば、この角度βの範囲では定半径をなしている。上記半径Ｒは、Ｒ−ｒの値が第一保持板１０（及び中間板２０）と第二保持板３０との間に要求される相対移動距離に等しい。すなわち、Ｒ−ｒの距離だけ移動すれば、雄接触子１１は雌接触子３２の狭部３２Ａ内に押し込まれ、所定の弾圧をもって接触するようになる。上記小径部４３と大径部４４とは、なめらかに移行部４５Ａ，４５Ｂによって角度γ１，γ２の周方向範囲をもってつながっている。
【００２２】
上記大径部４４と移行部４５Ａ，４５Ｂは軸部４２に対して大径なためにフランジ状に半径方向に突出しており、その下面が第二保持板３０の面で摺動する摺動回転面４６を形成している。そして、上記大径部４４と移行部４５Ａ，４５Ｂとの境界位置に段状のストッパ面４７Ａ，４７Ｂが形成されている。
【００２３】
さらに、上記駆動部４１の上面には、駆動軸４０に回転駆動トルクを与えるためのドライバー等の工具が係合するための溝部４８が形成されている。なお、駆動部４１には、駆動軸４０の回転位置を目視で確認するための位置マーク４９が印されている。
【００２４】
上記第二保持板３０には、上記駆動軸４０が大径部４４の角度βの範囲で往復回転したときにそれ以上の回転を規制するように上記ストッパ面４７Ａ，４７Ｂと当接するストッパ面３４Ａ，３４Ｂを両端に形成された円弧状突部をなすストッパ部３４が設けられている。
【００２５】
上記第一保持板に形成された長孔２２は、図２に見られるように、両接触子１１，３２の所定弾圧をもった係合を得るための第一保持板１０（及び中間板２０）と第二保持板３０との相対移動方向Ｘに短径を、そしてこのＸ方向に直角なＹ方向に長径を有している。上記短径は上記半径ｒと半径Ｒとの和にほぼ等しく、長径はこの短径以上の長さとなっている。又、上記第一保持板１０の下面には、該第一保持板１０の第二保持板３０のＸ方向そしてＹ方向での相対移動に支障にならないように、切欠部２３が形成されている。さらに、第一保持板２０の上面には、上記駆動軸４０を回転して両接触子１１，３２が弾圧結合して得られるロック位置とこれを開放する開放位置とを容易に見い出せるように、「鍵マーク」２４Ａ，２４Ｂが長孔２２の周囲に印されており、この鍵マーク２４Ａ，２４Ｂの範囲に位置マーク４９をもたらすように、駆動軸４０が回転される。
【００２６】
以上のごとくの本実施形態の電気コネクタは次の要領で使用される。
▲１▼ 先ず、雄接触子１１を保持せる第一保持板１０を、該雄接触子１１が貫通孔２１へ挿入されるようにして、中間板２０上に配置する。これと共に、この中間板２０と第二保持板３０とを駆動軸４０により一体化する。この状態では、第一保持板１０の雄接触子１１は第二保持板３０の雌接触子３２の広部３２Ｂ内に収められる位置にある。この位置関係は、図３では状態（Ａ）として示されている。
▲２▼ 次に、図３において、（Ａ）から（Ｂ），（Ｃ）を経て（Ｄ）の状態まで駆動軸４０を時計方向に回転する。（Ａ）から（Ｂ）までの間では、第一保持板１０及び中間板２０は、該中間板２０の長孔２２の短径側の縁（図３では上方の縁）にて、駆動軸４０の移行部４５Ｂにより押されてＸ方向に前進するが、雄接触子１１は雌接触子３２の広部３２Ｂ内にあり、（Ｂ）の状態で始めて狭部３２Ａの入口近傍に達する。したがって、この間は、駆動軸４０を回転する際の反力による回転トルクは零である。（Ｂ）から（Ｃ）にかけては、中間板２０は依然駆動軸４０の移行部４５Ｂに押されて前進し、雄接触子１１が雌接触子３２の狭部３２Ａに入るので、この間、狭部３２Ａを押し広げるために、上記その反力にもとづく回転トルクは次第に増大する。状態（Ｃ）にあっては、第一保持板１０及び中間板２０は最大前進位置近くまで達し、状態（Ｄ）で最大前進位置に達する。すなわち、回転角で言うと、移行部４５Ｂが終了し大径部４４が長孔２２の短径側の縁に接触し始める。ここで雄接触子１１は雌接触子３２の狭部３２Ａに十分入り込み、両接触子１１，３２は所定の弾圧をもって接触する。
▲３▼ 状態（Ｄ）に達すると、駆動軸４０が中間板２０の長孔２２を圧する部位は大径部４４であり、該大径部４４は一定半径なので、中間板２０を前方に押すこともなく、したがって、回転トルクは急激に低下し、ここで、操作者は、クリック感をもって接触子の結合状態を知る。しかし、雌接触子３２の狭部３２Ａは雄接触子１１を弾圧しているので、その分の微少な反力とそれによる長孔２２と駆動軸４０との摩擦力によって、わずかな回転トルクは存在し、これにより安定な状態を得る。
▲４▼ 仮りに、これ以上駆動軸４０を回転しても、状態（Ｅ）におけるごとく、ストッパ同士（ストッパ面４７Ｂと３４Ｂ）とが当接するので、急激にしかも大きな回転トルクとなり、この回転は阻止される。
▲５▼ 両接触子１１，３２の結合を解除するときには、駆動軸４０を逆方向、すなわち図３にて反時計方向に戻す。
【００２７】
本発明は、図示された実施形態に限定されない。例えば、ストッパを設けなければ、駆動軸を一方の方向に回転して両接触子の結合と解除を交互に行うことができる。又、第一保持板と中間板とを一つの部材として形成することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、接触子同士を結合状態にもたらしその状態を維持する駆動軸の大径部は一定半径かつ小径部からこの大径部への移行部の半径が連続的に次第に変化するので、結合状態にガタをもたらすことなく、又、結合状態にあっても接触子に残る弾圧によって一定の摩擦力が確保されるので駆動軸の回転両方向位置が安定し、その結果、接触抵抗が安定し電気的特性が改善される。又、ストッパを設ければ、多少、大き過ぎるトルクを駆動軸に与えても、接触子の結合位置を、不用意に通過してしまうこともなくなる。
上記結合状態に達すると、駆動軸が中間板の長孔を圧する大径部は一定半径なので、中間板を前方に押すこともなく、回転トルクは急激に低下し、ここで、操作者は、クリック感をもって接触子の結合状態を知る。しかも、雌接触子は雄接触子を定圧で弾圧しているのだけなので、その分の微妙な反力とそれによる長孔と駆動軸との摩擦力によって、わずかな一定回転トルクが存在するのみであり、安定した状態となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電気コネクタの分解斜視図である。
【図２】図１のコネクタの相対移動のための駆動手段の部位の平面図である。
【図３】図１のコネクタの相対移動の工程図である。
【図４】従来の電気コネクタの分解斜視図である。
【図５】図４のコネクタの相対移動の工程図である。
【符号の説明】
１０ 第一保持板
１１ 雄接触子
２０ 中間板
２２ 長孔
３０ 第二保持板
３２ 雌接触子
３３ 軸受孔
３４Ａ，３４Ｂ ストッパ面
４０ 駆動軸
４１ 駆動部
４２ 軸部
４３ 小径部
４４ 大径部
４５Ａ，４５Ｂ 移行部
４６ 摺動回転面
４７Ａ，４７Ｂ ストッパ面
ｒ 小径部の半径
Ｒ 大径部の半径
Ｚ 軸線

Claims (4)

1. 接触子を保持せる第一及び第二保持板を有し、第一保持板が雄接触子をそして第二保持板が雌接触子を保持し、両保持板の板面同士を近接せしめて雄接触子を雌接触子内に位置せしめた後に、両保持板を板面に平行な方向に駆動手段によって相対移動せしめることにより両接触子を相対移動させて弾圧接触のもとに結合させその結合状態の維持が可能である電気コネクタにおいて、
   両保持板間の相対移動と、これに伴う両接触子間の接触圧の作用方向とが直角をなし、駆動手段は、第一保持板もしくは該第一保持板の雄接触子を貫通案内する中間板と第二保持板のいずれか一方に形成された軸受孔と他方に形成され上記相対移動に対して直角方向に長い長孔を有し、上記軸受孔で回転自在に案内される軸部を備えて工具により回転駆動を受ける駆動軸が上記長孔に収められる駆動部を有し、該駆動部は周面に小径部と定半径の大径部とが移行部を経て設けられ、該小径部と大径部は軸部と軸線を共有し、移行部は上記軸線からの半径が小径部から大径部へ連続的に次第に変化しており、上記長孔は短径が上記小径部の半径と大径部の半径の和にほぼ等しく、長径が短径以上となっており、駆動軸が回転駆動されて大径部若しくは移行部が長孔の短径側の縁を押した際に両接触子が結合し、大径部若しくは移行部が短径側の縁から外れたときに結合が解除されるようになることを特徴とする電気コネクタ。
2. 駆動部は、周方向にて大径部及び移行部の範囲に、第二保持板に接面する摺動回転面が形成されていることとする請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 摺動回転面と第二保持板は、駆動軸が一方向に回転駆動されて両接触子の結合を確保する周方向位置にあるときに、該駆動軸の回転を阻止するストッパを有していることとする請求項２に記載の電気コネクタ。
4. 第一保持板がＩＣパッケージであることとする請求項１乃至請求項３に記載の電気コネクタ。

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